物理学中的数学知识教育论文

物理学中的数学知识教育论文

　　物理是一门对数学知识要求较高的自然学科。物理学的发展离不开数学，数学是物理学发展的根基。数学是学习物理的语言和工具，数学在学生物理认知结构的形成过程中起着十分关键的作用。数学所具有的高度概括性特征，为描述具有深刻内涵的物理概念和规律提供了最佳表达形式。数学所具有的简洁而又严密的逻辑思维方式，简化和加速了人们进行物理思维的进程。由于高中物理学习比初中物理更加注重定量分析，所以数学知识在物理题目分析和计算中的应用急剧增多。

　　“任何一位物理学家都同时也是一位数学家”，所以物理教师也必须加强与高中物理密切相关的数学知识的学习。当然除了教师自身以外，学生的数学知识储备和掌握情况也需要认真了解，因为老教师都知道到了高三制约学生提高物理成绩的往往是阅读理解能力和数学应用能力，而并不是物理概念规律的应用。所以，本人认为每一位高中物理教师都应在平时的教学活动中有意识地加强数学能力的培养，尤其督促基础较弱的学生在每个单元学习之前落实相关数学知识的掌握。笔者认为与高中物理密切相关的数学知识主要有以下几个方面：

　　一函数知识

　　函数是数学的纲，力和运动的关系是物理的纲。而力和运动的关系是因变量和自变量的关系也就是函数关系，所以数理不分家。最常用到的函数是三角函数，而力学中的力的分解和力的合成都必须用到数学中的三角函数。此外，三角函数的运用在圆周运动的相关题目中也较多，特别是天体运动题目或带电微粒在磁场或电磁场中的运动，这时就需要用反三角函数来表示一部分数值。

　　二图象知识

　　函数图象——是物理应用最多的数学知识之一，如速度时间图象、伏安曲线、路端电压与负载的关系等。

　　数学中，我们从初中就开始学习直线，后来又学习抛物线、双曲线、椭圆等函数方程及图像。我们对各种曲线的性质非常清楚，如直线的斜率、截距等；抛物线的开口、顶点、对称轴和坐标轴的截距等；但是当我们学习物理时碰到类似的关系式时很多学生却不知所措。如：一个内阻为R的电源，其端电压U与电流I之间的关系就是一条简单的直线，从直线和坐标轴的交点上我们能得出电源电动势以及短路电流的大小，从斜率上还能分析出来负载电阻R的情况。虽然这个例子简单，但是还是有不少学生在分析的时候搞不清楚。可是如果放在数学上考他直线的性质，他肯定会做，但是放到物理上他就不会做了，所以这是一个很有意思的事情。

　　三计算能力

　　这是高中物理教师最头痛的一件事，从高一强调到高三，但往往事与愿违。现在的学生从初中有的甚至是小学开始就使用计算器，导致他们的计算能力低下，而高考是不能使用计算器的。在教学中我特别注意这一点，有时我会故意设计一些计算量较大的习题采用分组竞赛的方式来提高学生对计算的重视和计算能力。近几年高考有这样一个特点，物理理论的难度有所下降但数学计算能力有所提高，所以必要的计算速度和准确性的训练是非常必要的。

　　四其他知识

　　坐标系的应用——如平抛运动规律的推导、运动的分解和合成、力的分解和合成、物体运动位置的确定等；圆的知识——圆周运动、天体运动、磁偏转等；向量计算——平行四边形定则、三角形定则、矢量的处理与运算等；概率知识——能级跃迁光子种数的确定、热统计规律等；微积分知识——速度，加速度的概念理解、万有引力的理解、重心概念的理解等。

　　总之，还有很多没有提到的数学知识，希望各位老师多多评论与补充，希望教师在实际教学中重视数学知识应用能力的培养，争取让我们的学生能从教学中受益。根据现在的教学现状来看，数学的教学侧重抽象化（与实际问题结合的不多），而物理的教学侧重形象化（用到的数学知识不多）。若我们能把这两者的学习结合在一起，那么一定能相互促进、共同提高！

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